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TRAPPIST-1c n’est pas l’exo-Vénus que nous espérions. Mais ne blâme pas la star

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TRAPPIST-1c n’est pas l’exo-Vénus que nous espérions.  Mais ne blâme pas la star

une Étude récente acceptable pour Journal d'astrophysique utilise des modèles informatiques pour découvrir pourquoi une exoplanète existe, Trappiste-1cElle ne peut pas avoir une atmosphère épaisse de dioxyde de carbone (CO2), même si elle reçoit la même quantité de rayonnement solaire de son étoile mère que Vénus reçoit de notre Soleil, ce dernier ayant une atmosphère de CO2 très épaisse. Cette étude fait suite à A Etude juin 2023 Publié dans nature Il a utilisé les données du télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA pour confirmer que TRAPPIST-1c ne possède pas d'atmosphère de dioxyde de carbone. Les deux études viennent comme SYSTÈME TRAPPISTE-1, située à environ 41 années-lumière de la Terre et qui orbite autour de son étoile en seulement 2,4 jours, a retenu l'attention de la communauté scientifique ces dernières années en raison du nombre d'exoplanètes confirmées dans le système et de leur potentiel en astrobiologie. Objectifs.

Illustration technique de TRAPPIST-1c avec TRAPPIST-1b en arrière-plan. (Crédit : NASA, ESA, CSA, Joseph Olmstead (STScI))
Données de courbe de lumière De TRAPPIST-1c acquis par le télescope spatial James Webb dans le cadre de l'étude de juin 2023, qui a contribué à cette dernière étude. (Crédit : NASA, ESA, CSA, Joseph Olmstead (STScI))

« Le système TRAPPIST-1 est spécial car il héberge sept planètes à peu près de la taille de la Terre, situées dans des emplacements orbitaux à l'intérieur, à l'intérieur et à l'extérieur de la zone habitable, où de l'eau liquide pourrait exister », explique Katie Teixeira, associée de recherche diplômée au département. d'astronomie à l'Université du Texas à Austin et auteur principal de l'étude L'univers aujourd'hui.  » Comme TRAPPIST-1 est une étoile naine de type M (contrairement au Soleil, qui est une étoile de type G), nous ne savons pas si ses planètes sont capables de conserver une atmosphère, condition préalable à l'habitation. En recherchant des atmosphères dans le Grâce au système TRAPPIST-1, nous avons obtenu la première preuve indiquant si les systèmes nains M, qui représentent environ 70 % des étoiles de notre galaxie, sont propices à la vie.

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Pour l'étude, les chercheurs ont utilisé une série de modèles informatiques pour simuler l'évolution de l'atmosphère de la planète, TRAPPIST-1c, en relation spécifiquement avec la perte de l'atmosphère de la planète au fil du temps en raison du rayonnement solaire de l'étoile mère, également connue sous le nom de rayonnement stellaire. (vent solaire. Abstraction. En fin de compte, les résultats ont indiqué que TRAPPIST-1c a probablement permis d'éliminer environ 16 bars de dioxyde de carbone, ce qui, selon les chercheurs, est inférieur à la quantité actuelle de dioxyde de carbone sur Terre ou sur Vénus.

Une vidéo discutant des résultats TRAPPIST-1c obtenus par le télescope spatial James Webb en juin 2023.

Les chercheurs ont donc déduit deux scénarios possibles pour expliquer l’absence de perte de dioxyde de carbone au cours de la durée de vie de TRAPPIST-1c : Soit la planète s’est initialement formée avec de faibles quantités de dioxyde de carbone. Substances volatilesQui comprennent souvent du dioxyde de carbone, de l’azote, de l’eau et de l’hydrogène, et se trouvent respectivement en grande quantité sur Terre et sur Vénus ; Or TRAPPIST-1c a été exposé à de grandes quantités de vent stellaire au début de son histoire.

« Le principal point à retenir de cette étude est que la suppression des vents stellaires à long terme dans le système TRAPPIST n'est pas assez forte pour éliminer une quantité importante de dioxyde de carbone de TRAPPIST-1c et, par conséquent, TRAPPIST-1c est probablement principalement déficient en carbone.  » « Son âge », dit Teixeria. L'univers aujourd'hui.

Vidéo de 2017 discutant de la découverte initiale du système TRAPPIST-1.

En plus d'étudier l'érosion éolienne stellaire sur TRAPPIST-1c, les chercheurs ont également utilisé les mêmes modèles informatiques pour étudier comment les six autres planètes du système TRAPPIST-1 sont affectées par l'érosion éolienne stellaire et si elles peuvent maintenir leur atmosphère sur de longues périodes. Ces planètes, qui sont actuellement considérées comme des mondes rocheux de la taille de la Terre, comprennent : TRAPPISTE-1B, Trappiste-1j, Trappiste-1e, Trappiste-1f, Trappiste-1 grammeEt Trappiste-1hoù TRAPPIST-1b orbite à l'intérieur de TRAPPIST-1c et e, f et g se trouvent dans la région Hz de l'étoile.

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Ce qui rend le système TRAPPIST-1 unique, ce sont les distances extrêmement compactes entre les planètes, les sept planètes orbitant bien dans l'orbite de Mercure, ce qui rend l'étude des vents stellaires possibles encore plus attrayante. Cependant, malgré leurs orbites compactes, les chercheurs ont fait une découverte intéressante grâce à leurs modèles informatiques.

Source de l'image : NASA/JPL-Caltech

« Tixeria dit L'univers aujourd'hui« Nous nous attendons à ce que les planètes TRAPPIST-1 les plus éloignées conservent leur atmosphère, car la perte de masse atmosphérique due aux vents stellaires diminue avec le carré de la distance à l'étoile, et il est peu probable qu'un effet de serre incontrôlable se produise sur ces planètes froides et lointaines. Cela signifie que l'eau et les autres molécules resteront probablement plus près de la surface au lieu de s'évaporer loin de la planète.

À l’avenir, les chercheurs notent que les futures observations du JWST leur permettront de mieux comprendre la composition et la taille des atmosphères de toutes les planètes TRAPPIST-1.

Quelles nouvelles découvertes les chercheurs feront-ils sur le système TRAPPIST-1 et ses atmosphères planétaires dans les années et décennies à venir ? Seul le temps nous le dira, c'est pourquoi nous étudions !

Comme toujours, continuez à faire de la science et continuez à rechercher !

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L'épaisseur de la croûte de glace révèle la température de l'eau sur les mondes océaniques

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Les astrobiologistes de l'Université Cornell ont mis au point une nouvelle façon de déterminer la température des océans sur des mondes lointains en fonction de l'épaisseur de leurs coquilles de glace, réalisant ainsi efficacement une océanographie depuis l'espace.

Les données disponibles montrant la variation de l'épaisseur de la glace permettent déjà de prédire la partie supérieure de l'océan d'Encelade, l'une des lunes de Saturne, et l'étude orbitale prévue par la NASA sur la croûte glacée d'Europe devrait faire de même pour la lune jovienne, beaucoup plus grande, renforçant ainsi les conclusions de la mission quant à savoir si elle pourrait soutenir la vie. .

Les chercheurs suggèrent qu'un processus appelé « pompage de glace », qu'ils ont observé sous les plates-formes de glace de l'Antarctique, a probablement formé la face inférieure des coquilles glacées d'Europe et d'Encelade, mais doit également être à l'œuvre sur Ganymède et Titan, qui sont de grandes lunes de Jupiter et Saturne. successivement. Ils ont montré que les plages de températures dans lesquelles la glace et les océans interagissent – ​​des régions importantes où des composants de la vie peuvent être échangés – peuvent être calculées en fonction de la pente de la croûte de glace et des changements du point de congélation de l’eau à différentes pressions et salinités.

« Si nous pouvons mesurer le changement d'épaisseur de ces coquilles de glace, nous pourrons obtenir des contraintes de température dans les océans, ce qu'il n'y a pas d'autre moyen de faire sans les percer », a déclaré Brittney Schmidt, professeur adjoint d'astronomie et d'astrophysique. . Sciences de la Terre et de l'atmosphère. « Cela nous donne un autre outil pour essayer de comprendre le fonctionnement de ces océans. La grande question est : les choses y vivent-elles, ou peuvent-elles y vivre ? »

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Avec les membres actuels et anciens du Planetary Habitability and Technology Laboratory, Schmidt a co-écrit le livre « Ice-Ocean Interactions on Ocean Worlds Affecting the Topography of Ice Shells », publié dans la revue Journal de recherche géophysique : Planètes.

En 2019, à l'aide du robot télécommandé Icefin, l'équipe de Schmidt a observé de la glace pompée dans une fissure au fond de la plate-forme de glace de Ross, en Antarctique.

Les chercheurs ont cartographié les plages d'épaisseur, de pression et de salinité possibles de la croûte pour les mondes océaniques avec une gravité variable, et ont conclu que le pompage de glace se produirait dans les scénarios les plus probables, mais pas dans tous les scénarios. Ils ont découvert que les interactions entre la glace et les océans sur Europe pourraient être similaires à celles observées sous la plate-forme de glace de Ross, preuve que ces régions pourraient être parmi les plus semblables à la Terre sur des mondes extraterrestres, a déclaré Justin Lawrence, chercheur invité au Cornell Center. . d'astrophysique et de sciences planétaires et responsable de programme chez Honeybee Robotics.

La sonde Cassini de la NASA a produit suffisamment de données pour prédire la plage de température de l'océan d'Encelade, en fonction de l'inclinaison de sa croûte de glace des pôles à l'équateur : -1 095°C à -1 272°C. Connaître les températures permet de comprendre comment la chaleur circule dans les océans et comment elle se propage, affectant l'habitabilité.

Les chercheurs s'attendent à ce que le pompage de glace soit faible sur Encelade, une petite lune (aussi large que l'Arizona) avec une topographie spectaculaire, tandis que sur Europe plus grande – qui a à peu près la taille de la lune terrestre – ils s'attendent à ce qu'il fonctionne rapidement pour ramollir et aplatir la croûte glacée. . un socle.

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Ce travail montre comment la recherche sur le changement climatique sur Terre peut également bénéficier à la science planétaire, a déclaré Schmidt, c'est pourquoi la NASA a soutenu le développement d'ICEVEN.

« Il existe une relation entre la forme de la croûte de glace et la température de l'océan », a déclaré Schmidt. « C'est une nouvelle façon d'obtenir plus d'informations à partir des mesures de la croûte de glace que nous espérons pouvoir obtenir pour Europe et d'autres mondes. »

La recherche a été soutenue par les futurs chercheurs du programme FIESST (Earth and Space Science and Technology) de la NASA et par la National Science Foundation.

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Les astronomes découvrent un nouveau lien entre l'eau et la formation planétaire

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Les astronomes ont découvert de l'eau dans le disque entourant une jeune étoile où des planètes pourraient se former, révélant un nouveau lien entre l'ingrédient clé de la vie et la formation des planètes.

Jusqu’à présent, les chercheurs n’étaient pas en mesure de cartographier la façon dont l’eau est distribuée dans un disque stable et froid, le type de disque qui offre les meilleures conditions pour que les planètes se forment autour des étoiles.

Les observations, réalisées avec le grand télescope millimétrique/submillimétrique d'Atacama (ALMA), ont révélé au moins trois fois la quantité d'eau trouvée dans tous les océans de la Terre dans le disque interne de la jeune étoile semblable au soleil HL Tauri, située à 450 mètres d'altitude. dans des années. Loin de la Terre dans la constellation du Taureau.

« Je n'aurais jamais imaginé que nous pourrions capturer une image d'océans de vapeur d'eau dans la même région où la planète était susceptible de se former », a déclaré Stefano Facchini, astronome à l'Université de Milan en Italie, qui a dirigé l'étude.

Il a ajouté : « Nos résultats montrent comment la présence d'eau peut affecter l'évolution d'un système planétaire, tout comme cela s'est produit il y a environ 4,5 milliards d'années dans notre système solaire. »

« Il est vraiment remarquable que nous puissions non seulement détecter, mais aussi capturer des images détaillées et résoudre spatialement la vapeur d'eau à une distance de 450 années-lumière de la Terre », a déclaré le co-auteur Leonardo Testi, astronome à l'Université de Bologne en Italie. . nous. »

Les observations réalisées par ALMA, dont l'Observatoire européen austral (ESO) est partenaire, permettent aux astronomes de déterminer la répartition de l'eau dans différentes régions du disque.

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Selon l'étude publiée dans la revue Nature Astronomy, une grande quantité d'eau a été trouvée dans la région où se trouve une lacune connue dans le disque de HL Tauri.

Les chercheurs affirment que cela indique que la vapeur d’eau peut affecter la composition chimique des planètes qui se forment dans ces régions.

« C'est vraiment excitant de voir de première main, sur l'image, des molécules d'eau libérées par des particules de poussière glacée », a déclaré Elizabeth Humphreys, astronome à l'ESO qui a également participé à l'étude.

Les grains de poussière qui composent le disque sont les graines de la formation planétaire, entrant en collision et se collant pour former des objets plus gros.

Les astronomes pensent que lorsqu’il fait suffisamment froid pour que l’eau gèle et se transforme en particules de poussière, les objets se collent mieux les uns aux autres, créant ainsi l’endroit idéal pour la formation des planètes.

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Les astronomes découvrent un nouveau lien entre l'eau et la formation des planètes

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Les astronomes découvrent un nouveau lien entre l'eau et la formation des planètes

Les astronomes ont découvert de l'eau dans le disque entourant une jeune étoile où des planètes pourraient se former, révélant un nouveau lien entre l'ingrédient clé de la vie et la formation des planètes.

Jusqu’à présent, les chercheurs n’étaient pas en mesure de cartographier la façon dont l’eau est distribuée dans un disque stable et froid, le type de disque qui offre les meilleures conditions pour que les planètes se forment autour des étoiles.

Les observations, réalisées avec le grand télescope millimétrique/submillimétrique d'Atacama (ALMA), ont révélé au moins trois fois la quantité d'eau trouvée dans tous les océans de la Terre dans le disque interne de la jeune étoile semblable au soleil HL Tauri, située à 450 mètres d'altitude. dans des années. Loin de la Terre dans la constellation du Taureau.

Nos résultats montrent comment la présence d’eau peut influencer l’évolution d’un système planétaire, tout comme elle l’a fait il y a environ 4,5 milliards d’années dans notre système solaire.

« Je n'aurais jamais imaginé que nous pourrions capturer une image d'océans de vapeur d'eau dans la même région où la planète était susceptible de se former », a déclaré Stefano Facchini, astronome à l'Université de Milan en Italie, qui a dirigé l'étude.

Il a ajouté : « Nos résultats montrent comment la présence d'eau peut affecter l'évolution d'un système planétaire, tout comme cela s'est produit il y a environ 4,5 milliards d'années dans notre système solaire. »

« Il est vraiment remarquable que nous puissions non seulement détecter, mais aussi capturer des images détaillées et résoudre spatialement la vapeur d'eau à une distance de 450 années-lumière de la Terre », a déclaré le co-auteur Leonardo Testi, astronome à l'Université de Bologne en Italie. . nous. »

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Les observations réalisées par ALMA, dont l'Observatoire européen austral (ESO) est partenaire, permettent aux astronomes de déterminer la répartition de l'eau dans différentes régions du disque.

Selon l'étude publiée dans la revue Nature Astronomy, une grande quantité d'eau a été trouvée dans la région où se trouve une lacune connue dans le disque de HL Tauri.

Les chercheurs affirment que cela indique que la vapeur d’eau peut affecter la composition chimique des planètes qui se forment dans ces régions.

« C'est vraiment excitant de voir de première main, sur l'image, des molécules d'eau libérées par des particules de poussière glacée », a déclaré Elizabeth Humphreys, astronome à l'ESO qui a également participé à l'étude.

Les grains de poussière qui composent le disque sont les graines de la formation planétaire, entrant en collision et se collant pour former des objets plus gros.

Les astronomes pensent que lorsqu’il fait suffisamment froid pour que l’eau gèle et se transforme en particules de poussière, les objets se collent mieux les uns aux autres, créant ainsi l’endroit idéal pour la formation des planètes.

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